JP6347253B2 - ベーパ回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、タンクローリから地下タンクに燃料油を荷卸しする際等に地下タンク内に滞留する燃料油ベーパ（気化した燃料油）を回収するベーパ回収装置に関する。

一般に、ガソリン等の燃料油の揮発性は高いため、給油所に埋設された地下タンクにタンクローリから燃料油を荷卸しする際には、地下タンク内の上部空間に燃料油が揮発した燃料油ベーパが滞留する。従来、このような燃料油ベーパは、地下タンクに接続された通気管を介して大気中に放出されていた。

しかし、燃料油ベーパをそのまま大気中に放出すると、資源が無駄になるだけでなく、大気中に放出された燃料油ベーパにより環境汚染を引き起こし、また、大気中に放出された燃料油ベーパの引火により火災の虞があるという問題があった。

そこで、このような問題を解決するため、本出願人は、特許文献１及び２において、燃料油ベーパを液化して再利用するベーパ回収装置を提案した。特許文献１に記載の給油装置は、自装置内に、燃料油ベーパを液化して液化ガソリンを回収する凝縮装置と、凝縮装置で回収できなかったガソリン蒸気からガソリン成分を吸着・脱着する吸脱着装置とを設けることにより、液化ガソリンの回収を効率的に行うことができるものである。

一方、特許文献２に記載の給油装置は、給油ノズル近傍に設けられたベーパ戻り管を介して燃料油ベーパを回収し、冷却吸着装置を用いてベーパを冷却した後、気液分離槽でベーパ及び空気からなる気体と、ガソリンと、水とに分離するものである。

日本特開２００６−１９８６０４号公報 日本特開２０１４−１９４７４号公報

ところで、上記特許文献１及び２に記載の発明は有効に機能するが、既設の給油所にベーパ回収装置を追加で設置する場合には、給油装置内で直接燃料油ベーパを回収するのではなく、給油所の地下に埋設された地下タンクへ一旦回収し、ベーパ回収装置によって地下タンクから燃料油ベーパを吸引することになる。

このとき、ベーパ回収装置は、地下タンク内の燃料油ベーパを配管を介して圧縮ポンプを用いて回収するが、荷卸しの際に地下タンクの容量以上の燃料油を供給するオーバーフローが発生したり、地下タンク内のセンサの故障等、何らかの原因によって地下タンクへ燃料油を過剰注入した場合に、ベーパ回収装置は燃料油を吸引する虞がある。

ここで、装置内に設けられた圧縮ポンプは、ベーパ（気体）専用であるため、このようにベーパ回収装置が燃料油を吸引すると、圧縮ポンプが破損するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、燃料油の誤吸引を防止し、圧縮ポンプ等を保護することが可能なベーパ回収装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、地下タンクに一端が接続された管路に設けられ、前記地下タンクの内部の燃料油ベーパを吸引する吸引手段と、該吸引手段の下流側に接続され、前記燃料油ベーパを凝縮させる凝縮手段とを備え、前記地下タンクの内部の燃料油ベーパを回収するベーパ回収装置であって、前記吸引手段の上流側に設けられ、前記管路を介して流入する燃料油を検出する液検出手段と、前記管路の前記液検出手段と前記吸引手段の間に設けられる弁と、前記液検出手段の検出結果に応じて前記弁を開閉する弁開閉手段であって、前記液検出手段が前記燃料油を検出すると前記弁を閉じる弁開閉手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、圧縮ポンプ等の吸引手段の上流側に液検出手段を設け、液検出手段が燃料油を検出すると弁開閉手段によって弁を閉じるため、燃料油ベーパに混入する燃料油が圧縮ポンプ等に吸引される前に燃料油の混入を検出することができ、圧縮ポンプ等の破損を防止することが可能となる。

上記ベーパ回収装置において、前記液検出手段は、ケーシング内の燃料油の液位に応じて昇降するフロートと、前記ケーシングに接続され、前記燃料油ベーパ及び／又は前記燃料油を導入する第１の管路と、前記ケーシングに接続されると共に前記第１の管路の上方に設けられ、前記弁開閉手段に接続される第２の管路とを有し、前記ケーシング内の燃料油によって前記フロートが所定位置まで上昇した場合に、前記燃料油の流入を検出することができる。これにより、燃料油が混入した場合でも、燃料油の下流側への流出を防ぐことができる。

上記ベーパ回収装置において、前記液検出手段は、前記ケーシングの底面に、前記ケーシング内の燃料油を排出するドレンコックを設けることができる。

以上のように、本発明によれば、燃料油の誤吸引を防止し、圧縮ポンプ等の装置を保護することが可能になる。

本発明に係るベーパ回収装置の一実施の形態を含む給油所全体の構成の一例を示す概略図であり、ベーパ回収装置の概略的な要部拡大部分を含む図である。 フロートスイッチの構成の一例を示す概略図である。 計量機から流量パルスを取得可能な場合のベーパ回収装置による処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 計量機から流量パルスを取得できない場合のベーパ回収装置による処理の流れについて説明するためのフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、給油所１０には、複数のアイランド４、４、・・・が設けられ、これらのアイランド４の各々に計量機３、３、・・・が設置される。所定のアイランド４には、本発明に係るベーパ回収装置１が設置される。また、給油所１０の地下には、地下タンク２が埋設され、各アイランド４上の計量機３及びベーパ回収装置１が各種配管によって接続される。地下タンク２には、さらに、地上に延びる通気管８が接続され、この通気管８には、地下タンク２の気層部の圧力が所定圧力（異常圧力）以上となった際に弁開する通気弁（不図示）が設けられる。

計量機３は、ベーパ配管５を介して地下タンク２に接続される。各計量機３では、車両等に燃料油としてのガソリンを給油した際に発生する燃料油ベーパとしてのガソリンベーパ（気化したガソリン）を、各々の計量機３に設けられたブロアポンプ３ａを用いて回収し、ベーパ配管５を介して地下タンク２の気層部に戻す。

ベーパ回収装置１は、ベーパ回収ライン６及び液戻しライン７を介して地下タンクに接続され、ベーパ回収ライン６を介して地下タンク２の気層部に存在するガソリンベーパを吸引回収して液化ガソリンとエア（空気）とに分離し、液化ガソリンを液戻しライン７を介して地下タンク２の液層部に戻す。

詳細には、ベーパ回収装置１は、大別して、フロートスイッチ１１、遮断弁（電磁弁）１２、圧縮ポンプ１４、凝縮器１５、気液分離槽１６、高濃度化装置２０及び真空ポンプ２１を備える。

ベーパ回収ライン６は、一端に地下タンク２が接続されると共に、他端にフロートスイッチ１１が接続される。フロートスイッチ１１は、上流側にベーパ回収ライン６が接続されると共に、下流側に遮断弁１２が接続される。フロートスイッチ１１は、ベーパ回収ライン６を介して吸引回収されたガソリンベーパへのガソリン液の混入を検出する。

遮断弁１２は、上流側にフロートスイッチ１１が接続されると共に、下流側に切換弁１３が接続される。遮断弁１２は、例えば電磁弁であり、フロートスイッチ１１によるガソリン液の検出結果に応じて弁の開閉を行う。遮断弁１２は、装置の稼働時等の通常時には開いており、フロートスイッチ１１で所定量のガソリン液が混入した場合に閉じる。

フロートスイッチ１１は、図２に示すように、ケーシング１１ａ内のステム１１ｂに設けられたフロート１１ｃと、ケーシング１１ａ内のガソリン液の下限量を検出するための下限ストッパ１１ｄと、ケーシング１１ａ内のガソリン液の上限量を検出するための上限ストッパ１１ｅと、ケーシング１１ａの側面に設けられ、ガソリンベーパを吸引するベーパ吸引口１１ｆと、ケーシング１１ａの側面に設けられると共にベーパ吸引口１１ｆの上方に位置し、ガソリンベーパを排出して遮断弁１２に案内するベーパ排出口１１ｇと、ケーシング１１ａの底面に設けられ、ガソリンベーパに混入してケーシング１１ａ内のガソリン液を外部に排出するガソリン液排出口１１ｈと、ガソリン液排出口１１ｈからのガソリン液の排出を制御するドレンコック１１ｉとを備える。

ベーパ吸引口１１ｆからガソリン液が混入し、ケーシング１１ａ内のガソリン液のレベルが上昇するに従ってフロート１１ｃが上昇する。そして、フロート１１ｃが上限ストッパ１１ｅに接触すると、ガソリン液の混入を検出する。これにより、フロートスイッチ１１がＯＮ状態となり、遮断弁１２が閉じる。

フロート１１ｃは、ドレンコック１１ｉを開いてケーシング１１ａ内のガソリン液を外部に排出することにより、下限ストッパ１１ｄの位置まで降下する。これにより、フロートスイッチ１１のＯＮ状態が解除されてＯＦＦ状態となり、遮断弁１２を開くことが可能となる。尚、遮断弁１２を開くためには、例えば、ベーパ回収装置１をリセットする必要がある。

説明は図１に戻り、切換弁１３は、一方の上流側に遮断弁１２が接続され、他方の上流側に真空ポンプ２１が接続されると共に、下流側に圧縮ポンプ１４が接続される。

圧縮ポンプ１４は、ベーパ回収ライン６を介してガソリンベーパを吸引回収すると共に、吸引回収されたガソリンベーパを後述する凝縮器１５に吐出する。凝縮器１５は、圧縮ポンプ１４から吐出されたガソリンベーパを冷却して凝縮させることによって液化ガソリン及び水を抽出する。

ガソリンベーパを液化する際には、例えば、外部からの冷却手段を使用することにより、又は、ガソリン自体を内部に循環させることにより行うことができる。尚、ガソリンベーパの一部分は、液化されずに残余ベーパとなる。凝縮器１５によって抽出された液化ガソリン、水、エア及び残余ベーパは、気液分離槽１６に案内される。

気液分離槽１６は、凝縮器１５から案内された液化ガソリン、水、エア及び残余ベーパからなる気体を各々分離させ、液化ガソリン及び水を比重の違いによって分離した状態で貯留すると共に、エア及び残余ベーパを後述する高濃度化装置２０に案内する。

気液分離槽１６に貯留された液化ガソリンは、所定量だけ貯留された際に、液戻し弁１７を介して液戻しライン７に案内され、地下タンク２に排出される。また、気液分離槽１６に貯留された水は、所定量だけ貯留された際に、水戻し弁１８を介して水戻しライン９に案内され、外部に排出される。

切換弁１９は、第１の上流側に気液分離槽１６が接続され、第２の上流側及び第１の下流側に高濃度化装置２０が接続されると共に、第２の下流側に真空ポンプ２１が接続される。切換弁１９は、気液分離槽１６から第１の上流側に案内されたエア及び残余ベーパを第１の下流側を介して高濃度化装置２０に案内する。

高濃度化装置２０は、残余ベーパを高濃度化して吐出する。高濃度化装置２０から吐出された残余ベーパは、切換弁１９の第２の上流側及び第２の下流側を介して真空ポンプ２１に案内される。また、高濃度化装置２０は、圧力調整弁２２を介してエアの圧力を調整し、エアを大気中に放出する。

真空ポンプ２１は、一端に切換弁１９が接続されると共に、他端に切換弁１３が接続される。真空ポンプ２１は、高濃度化された残余ベーパを吸引し、切換弁１３側に吐出する。

次に、ガソリンベーパへのガソリン液の混入を検出するフロートスイッチ１１の動作について図２を参照しながら説明する。まず、通常時においては、フロートスイッチ１１がＯＦＦ状態であり、遮断弁１２が開いた状態である。この状態で、ガソリン液が混入したガソリンベーパが吸引され、ベーパ吸引口１１ｆを介してケーシング１１ａ内に注入されると、ガソリンベーパがベーパ排出口１１ｇを介して排出される一方、混入したガソリン液がケーシング１１ａ内に貯留される。

ケーシング１１ａ内のガソリン液のレベルに応じてフロート１１ｃが上昇する。そして、フロート１１ｃが上限ストッパ１１ｅの位置まで上昇し、上限ストッパ１１ｅに接触すると、フロートスイッチ１１がＯＮ状態となり、これによって遮断弁１２が瞬時に閉じ、ベーパ回収装置１の動作が停止する。

ここで、フロートスイッチ１１においては、ガソリンベーパを排出するベーパ排出口１１ｇがベーパ吸引口１１ｆの上方に位置するため、ガソリンベーパにガソリン液が混入した場合でも、ガソリン液がベーパ排出口１１ｇを介して排出されることがない。そのため、フロートスイッチ１１の後段へのガソリン液の流入を防ぐことができ、圧縮ポンプ１４の破損を防止することができる。

尚、ベーパ回収装置１が停止した場合には、ドレンコック１１ｉを操作してケーシング１１ａ内のガソリン液をガソリン液排出口１１ｈを介して排出し、フロート１１ｃを上限ストッパ１１ｅの位置から降下させてフロートスイッチ１１のＯＮ状態を解除し、さらにベーパ回収装置１をリセットすることにより、ベーパ回収装置１を復旧させることができる。

次に、ベーパ回収装置１においてガソリンベーパを回収・液化する際のガソリン液の混入に関する動作について、図３及び図４を参照して説明する。

まず、計量機３から流量パルスを取得可能な場合のベーパ回収装置１による処理の流れについて、図３を参照して説明する。ベーパ回収装置１では、ガソリンベーパを吸引回収する際に、計量機３の給油状態を判断するが、この例では、計量機３から取得する流量パルスに基づき、給油状態を判断する。

ステップＳ１では、流量パルスの有無が判断される。流量パルスが発生した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）には、圧縮ポンプ１４及び真空ポンプ２１がＯＮとされ、ガソリンベーパの吸引回収が行われる（ステップＳ２）。一方、流量パルスが発生していない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）には、一連の処理が終了する。

ステップＳ３では、フロートスイッチ１１がＯＮであるか否かが判断される。ケーシング１１ａ内のガソリン液が所定量に達してフロートスイッチ１１がＯＮであると判断された場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、遮断弁１２が閉じられると共に、圧縮ポンプ１４及び真空ポンプ２１がＯＦＦとされ、ガソリンベーパの吸引回収が停止される（ステップＳ４）。一方、フロートスイッチ１１がＯＦＦであると判断された場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１に戻る。

ステップＳ５では、フロートスイッチ１１がＯＦＦであるか否かが判断される。フロートスイッチ１１がＯＦＦであると判断された場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）には、ベーパ回収装置１に対するリセット処理が行われる。これにより、ベーパ回収装置１が初期化され、フロートスイッチ１１が復旧してＯＮ状態となる。一方、フロートスイッチ１１がＯＮであると判断された場合（ステップＳ５；Ｎｏ）には、フロートスイッチ１１がＯＦＦとなるまでステップＳ５の処理が繰り返される。

次に、計量機３から流量パルスを取得できない場合のベーパ回収装置１による処理の流れについて、図４を参照して説明する。この例において、ベーパ回収装置１は、計量機３から取得可能な給油ポンプの状態を示す信号に基づき、給油状態を判断する。

ステップＳ１１では、給油ポンプがＯＮであるか否かが判断される。給油ポンプがＯＮであると判断された場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）には、圧縮ポンプ１４及び真空ポンプ２１がＯＮとされ、ガソリンベーパの吸引回収が行われる（ステップＳ１２）。一方、給油ポンプがＯＮでないと判断された場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）には、一連の処理が終了する。

ステップＳ１３では、フロートスイッチ１１がＯＮであるか否かが判断される。ケーシング１１ａ内のガソリン液が所定量に達してフロートスイッチ１１がＯＮであると判断された場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）には、遮断弁１２が閉じられると共に、圧縮ポンプ１４及び真空ポンプ２１がＯＦＦとされ、ガソリンベーパの吸引回収が停止される（ステップＳ１４）。一方、フロートスイッチ１１がＯＦＦであると判断された場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１５では、フロートスイッチ１１がＯＦＦであるか否かが判断される。フロートスイッチ１１がＯＦＦであると判断された場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）には、ベーパ回収装置１に対するリセット処理が行われる。これにより、ベーパ回収装置１が初期化され、フロートスイッチ１１が復旧してＯＮ状態となる。一方、フロートスイッチ１１がＯＮであると判断された場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）には、フロートスイッチ１１がＯＦＦとなるまでステップＳ１５の処理が繰り返される。

以上のように、本実施の形態によれば、圧縮ポンプの前段でガソリンベーパへのガソリン液の混入を検出し、混入したガソリン液が所定量に達した場合に、遮断弁を閉じて装置の動作を停止するため、装置へのガソリン液の流入を防ぎ、ガソリン液による圧縮ポンプの破損を防止することができる。

１ ベーパ回収装置
２ 地下タンク
３ 計量機
３ａ ブロアポンプ
４ アイランド
５ ベーパ配管
６ ベーパ回収ライン
７ 液戻しライン
８ 通気管
９ 水戻しライン
１０ 給油所
１１ フロートスイッチ
１１ａ ケーシング
１１ｂ ステム
１１ｃ フロート
１１ｄ 下限ストッパ
１１ｅ 上限ストッパ
１１ｆ ベーパ吸引口
１１ｇ ベーパ排出口
１１ｈ ガソリン液排出口
１１ｉ ドレンコック
１２ 遮断弁
１３ 切換弁
１４ 圧縮ポンプ
１５ 凝縮器
１６ 気液分離槽
１７ 液戻し弁
１８ 水戻し弁
１９ 切換弁
２０ 高濃度化装置
２１ 真空ポンプ
２２ 圧力調整弁

Claims (3)

1. 地下タンクに一端が接続された管路に設けられ、前記地下タンクの内部の燃料油ベーパを吸引する吸引手段と、該吸引手段の下流側に接続され、前記燃料油ベーパを凝縮させる凝縮手段とを備え、前記地下タンクの内部の燃料油ベーパを回収するベーパ回収装置であって、
   前記吸引手段の上流側に設けられ、前記管路を介して流入する燃料油を検出する液検出手段と、
   前記管路の前記液検出手段と前記吸引手段の間に設けられる弁と、
   前記液検出手段の検出結果に応じて前記弁を開閉する弁開閉手段であって、前記液検出手段が前記燃料油を検出すると前記弁を閉じる弁開閉手段とを備えることを特徴とするベーパ回収装置。
2. 前記液検出手段は、
   ケーシング内の燃料油の液位に応じて昇降するフロートと、
   前記ケーシングに接続され、前記燃料油ベーパ及び／又は前記燃料油を導入する第１の管路と、
   前記ケーシングに接続されると共に前記第１の管路の上方に設けられ、前記弁開閉手段に接続される第２の管路とを有し、
   前記ケーシング内の燃料油によって前記フロートが所定位置まで上昇した場合に、前記燃料油の流入を検出することを特徴とする請求項１に記載のベーパ回収装置。
3. 前記液検出手段は、前記ケーシングの底面に、該ケーシング内の燃料油を排出するドレンコックを有することを特徴とする請求項２に記載のベーパ回収装置。